专利名称：3-羟基丙醛的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种3-羟基丙醛的制备方法。
技术背景众所周知，3-羟基丙醛是一种重要的化工原料，可作为多种新兴化学品 如丙烯醛、丙烯酸、1，3-丙二醇等的前体，用于制备新型聚合物材料。3-羟基丙醛经化学氧化可生成丙烯酸，丙烯酸一般由石油工业获得，可用于 生产丙烯酸酯、聚丙烯酸及丙烯酸盐等；3-羟基丙醛加氢催化可生成1， 3-丙二醇，1,3-丙二醇与对苯二曱酸合成的聚酯PPT (聚对苯二曱酸丙二酯) 在化学稳定性、着色性、纺织印染特性和生物可降解方面具有无可比拟的 优势，已成为国际合成纤维开发的热点。同时已经证实3-羟基丙醛具有广 谱抗菌特性，能抑制革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、酵母菌、霉菌和病原 虫等的生长，因此有可能成为新型杀菌剂和食品添加剂。此外由于3-羟基 丙醛的醛基特性，对羧酸基团和氨基有良好的交联作用，且细胞毒性更低， 可望取代环氧化物和戊二醛成为一种新型的生物交联剂。目前，3-羟基丙醛的生产方法有化学法和生物法。化学法主要有环氧 乙烷羰基合成法和丙烯醛水合法。环氧乙烷羰基合成以环氧乙烷为原料， 催化剂制备困难，催化体系复杂。丙烯醛水合法以液体无机酸或酸碱緩沖 溶液为催化剂，丙烯醛的转化率为40%~60%， 3-羟基丙醛选择性为75% ~ 85%，但反应后的产物分离较困难，催化剂难回收。总的来说化学合成法具有催化剂体系复杂、制作工艺苛刻且不稳定、配位体有剧毒、合成工艺需 高压等问题。生物法利用细胞作为催化剂，直接转化甘油制备3-羟基丙酪，整个生 产过程绿色无污染，符合可持续发展的要求，且能解决生物柴油制备过程 中产生的大量废甘油的问题，因而引起研究者的重视。美国专利(专利号4962027 )公开了一种利用克雷伯杆菌，采用有氧发酵生产3-羟基丙醛的方 法。中国专利(申请号CN200410036373. 0,专利名称为《克雷伯杆菌利用 甘油有氧发酵生产3-羟基丙醛的方法》)也报道了利用克雷伯杆菌有氧条件 下转化甘油生产3-羟基丙醛。但3-羟基丙酪是克雷伯杆菌代谢甘油的中间 产物， 一般情况下并不会分泌出胞外，因此以上专利公开的方法，均需在 发酵过程中添加盐酸氨基脲调节代谢过程，而盐酸氨基脲会与3-羟基丙醛 反应生成一种复合物，因此发酵后所得的并不是3-羟基丙醛单体，后续分 离极其麻烦，目前尚未有公开报道。发明内容本发明的目的在于提供了一种3-羟基丙醛的制备方法，本发明具有分 离过程简单，转化过程中只需进行菌体分离，无其它副产物产生，节约分 离提纯的成本，且使用的菌体经过滤、洗涤、活化后可重复使用，减少转 化时间，提高生产效率的特点。为了达到上述目的，本发明的技术方案是利用微生物静息细胞直接 转化甘油生产3-羟基丙醛的制备方法。一种3-羟基丙醛的制备方法，采用先培养微生物菌体，然后利用菌体 转化甘油的两段法，包括如下步骤(1) 配制含葡萄糖或果糖的MRS培养基培养含甘油脱水酶且能将3-羟基丙醛分泌出胞外的微生物，获得大量菌体；(2) 利用此菌体作为生物催化剂转化甘油生产3-羟基丙醛。 所述的培养基的配制包括对固体斜面培养基的配制、种子培养基的配制、发酵培养基的配制。所述的固体斜面培养基配制包括称取牛肉蛋白粉5-20 g，鱼肉汁5~ 20 g,酵母浸出汁粉3 ~ 7g，葡萄糖10-30g,醋酸钠3~7 g，柠檬酸二 铵1 ~ 3 g,吐温80 0. 1 ~ 0. 3 g，碌』吏4美0. 2 ~ lg，碌』复锰0. 1 ~ 0. 5g，琼 脂15 25g，蒸馏水1000ml，用醋酸调节pH至5-6。所述的种子培养基配制包括称取牛肉蛋白粉5 ~ 20 g，鱼肉汁5 ~ 20 g， 酵母浸出汁粉3 7g,葡萄糖10 30g,醋酸钠3 7g，柠檬酸二铵1~3 g,吐温80 0. 1 ~ 0. 3 g，硫酸镁0. 2 ~ lg，硫酸锰0. 1 ~ 0. 5g,蒸馏水1000ml， 用醋酸调节pH至5~6。所述的发酵培养基配制包括称取牛肉蛋白粉5 ~ 20 g,鱼肉汁5 ~ 20 g， 酵母浸出汁粉3-7g,葡萄糖10 30g,甘油10~30 g,醋酸钠3-7g， 柠檬酸二铵1 ~ 3 g，吐温80 0. 1 ~ 0. 3 g,硫酸4美Q. 2 ~ lg，硫酸锰Q. 1 ~ 0. 5g,蒸馏水1000ml，用醋酸调节pH至5 7。所述的微生物包括罗伊氏乳杆菌09c"6ac///^ rew"r/)、成团肠杆 菌 (i"/^ero6acfer a^g7cwera/7S ) 、 5容月交吝'L牙干菌 (L3"o/^"7/i/51C6 ////70/0fei")中的一禾中。所述的微生物的培养包括如下步骤首先接种微生物菌种于固体斜面培 养基，在35 ~ 4(TC下培养12 ~ 36小时；然后将斜面上的菌林接种到液体种子培养基中，35 4(TC下厌氧培养12-24小时，再将种子转入发酵培养基， 35°C ~ 40。C条件下进行厌氧或有氧培养12 ~ 24小时，并采用3 ~ 4M碱溶液 或氨水，控制pH为5 ~ 6 。所述的步骤(2)中转化甘油的过程为将发酵完成后获得的菌体洗涤、 过滤、离心后重新分散于水溶液中，直接加入纯甘油于含菌体的水溶液中， 水溶液中甘油浓度控制在20~60g/L， 37。C下搅拌反应30min-120min后， 经过滤或离心分离菌体后可得到纯3-羟基丙醛水溶液；分离得到的菌体可 重复使用，也可使用葡萄糖浓度1 ~ 5g/L、甘油浓度10 ~ 20g/L的混合溶液 活化l-3小时后重复使用。所述的甘油作为底物，来源于精制甘油、生物柴油生产过程中的副产物 粗甘油或制皂行业的粗甘油中的一种。本发明的有益效果为充分发挥每一步转化的特点，获得大量菌体催化 剂和转化甘油过程分段进行；最后获得的是3-羟基丙醛的水溶液，不含其 它杂质，因此分离过程简单；转化过程中只需进行菌体分离，无其它副产 物产生，可大大节约分离提纯的成本；本发明中使用的菌体经过滤、洗涤、 活化后可重复使用，大大减少转化时间，提高生产效率；本发明可用于生 物柴油和3-羟基丙醛的耦合生产，大大提高原料利用率和生产效率，降低 生产成本。
具体实施方式
实施例1(1)菌种罗^f尹氏乳杆菌(L3c/^^2"7/m re"&r/ HQU001 )(2 )培养基固体斜面培养基牛肉蛋白粉10g，鱼肉汁10g，酵母浸出汁粉5g, 葡萄糖20g，醋酸钠5g，柠檬酸二铵2g，吐温80 0. lg，硫酸镁0.58g， 硫酸锰O. 28 g，琼脂18 g，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5.4。种子培养基牛肉蛋白粉10 g，鱼肉汁10 g，酵母浸出汁粉5 g，葡 萄糖20 g,醋酸钠5 g，柠檬酸二铵2 g,吐温80 0.1 g,硫酸镁O. 58 g, 硫酸锰O. 28 g，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5.4。发酵培养基牛肉蛋白粉10 g，鱼肉汁10 g，酵母浸出汁粉5 g,葡 萄糖25 g，甘油20 g，醋酸钠5 g，柠檬酸二铵2 g，吐温80 0. 1 g,硫 酸镁O. 58,石克酸锰O. 28，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5. 4 — 6. 5。 (3 )培养罗伊氏乳杆菌菌体的培养接种罗伊氏乳杆菌于固体斜面培养基，在 37。C下培养24小时。然后将斜面上的菌抹接种到液体种子培养基3rC下厌 氧培养12小时，然后将种子培养液加入含几发酵培养基的几发酵罐中， 在37。C下厌氧培养12小时。采用3M碱溶液控制pH为5 . 6。 (4 )转化生物柴油生产过程中获得的400g/L粗甘油稀释成20g/L甘油溶液1 L, 直接加入过滤、离心后的湿菌体10g， 37。C下搅拌反应30min后，经过滤或 离心分离菌体后可得到3-羟基丙醛水溶液，浓度约为16g/L。实施例2(1)菌种罗伊氏乳杆菌(Zs"o&"7/m rew"r/ HQU001 ) (2 )培养基固体斜面培养基牛肉蛋白粉5g，鱼肉汁5g，酵母浸出汁粉3g,葡萄 糖10g,醋酸钠3g，柠檬酸二铵lg，吐温80 0. lg，硫酸镁O. 2g，硫酸锰 0. lg，琼脂15g,蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5。种子培养基牛肉蛋白粉5g，鱼肉汁5g，酵母浸出汁粉3g,葡萄糖 10g，醋酸钠3g，柠檬酸二铵lg，吐温80 0. lg，硫酸镁0. 2g，硫酸锰0. lg， 蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5。发酵培养基牛肉蛋白粉5 g，鱼肉汁5 g,酵母浸出汁粉3g,葡萄 糖10g,甘油10 g,醋酸钠3g，柠檬酸二铵1 g，吐温80 0, lg,硫酸镁 0. 2g，硫酸锰O. lg，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5。(3 )培养罗伊氏乳杆菌菌体的培养接种罗伊氏乳杆菌于固体斜面培养基，在 35。C下培养12小时。然后将斜面上的菌株接种到液体种子培养基中，35°C 下厌氧培养12小时，然后将种子转入发酵培养基，3^C条件下进行厌氧或 有氧培养12小时，并采用3M碱氨水控制pH为5 。 (4 )转化发酵完成后将获得的菌体洗涤、过滤、离心后重新分散于水溶液中， 直接加入纯甘油于含菌体的水溶液中，水溶液中甘油浓度控制在60g/L，菌 体浓度控制为20g/L,搅拌反应120min后，经过滤或离心分离菌体后可得 到3-羟基丙醛水溶液，浓度约为24g/L。分离得到的菌体用Sg/L葡萄糖和 20g/L甘油混合溶液活化3小时后重复使用，继续加入上述反应体系，37 。C下继续反应120min后，3-羟基丙醛水溶液浓度增加到40g/L。实施例3(1)菌种罗伊氏乳杆菌(Za"o&c27/zAy re〃^W HQU001) (2 )培养基固体斜面培养基牛肉蛋白粉20 g，鱼肉汁20 g，酵母浸出汁粉7g， 葡萄糖30g，醋酸钠7 g,柠檬酸二铵3 g，吐温80 0. 3 g,硫酸镁lg,硫 酸锰O. 5g，琼脂25g,蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至6。种子培养基牛肉蛋白粉20g，鱼肉汁20g,酵母浸出汁粉7g，葡萄 糖30g，醋酸钠7 g，柠檬酸二铵3 g,吐温80 0. 3 g，硫酸镁lg,硫酸锰 0. 5g,蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至6。发酵培养基牛肉蛋白粉20 g,鱼肉汁20 g，酵母浸出汁粉7g,葡 萄糖30g，甘油30 g，醋酸钠7 g,柠檬酸二铵3 g，吐温80 0. 3 g，硫酸 镁lg,硫酸锰O. 5g，蒸馏水1000ral。用醋酸调节pH至7。(3 )培养罗伊氏乳杆菌菌体的培养接种罗伊氏乳杆菌于固体斜面培养基，在 40。C下培养36小时。然后将斜面上的菌抹接种到液体种子培养基中，40°C 下厌氧培养4小时，然后将种子转入发酵培养基，4(TC条件下进行厌氧或 有氧培养24小时，并采用4M^5威溶液控制pH为6 。 (4 )转化发酵完成后将获得的菌体洗涤、过滤、离心后重新分散于水溶液中， 直接加入纯甘油于含菌体的水溶液中，水溶液中甘油浓度控制在40g/L，菌 体浓度控制为20g/L,搅拌反应60min后，经过滤或离心分离菌体后可得到 3-羟基丙醛水溶液浓度约为32g/L。上述过滤分离得到的菌体用lg/L葡萄糖和10g/L甘油混合溶液活化2小时后，经洗涤过滤，继续加入浓度为40g/L甘油水溶液中，37'C下反应60min后，3-羟基丙醛水溶液，浓度约为28g/L。过滤分离菌体继续加入浓度为40g/L甘油水溶液中，37。C下反应60min后，3-羟基丙醛水溶液的浓度约为16g/L。实施例4(1)菌种成团肠^干菌(A/^erc^a"er a^g7o/z7ers/w) (2 )培养基固体斜面培养基牛肉蛋白粉10g，鱼肉汁10g，酵母浸出汁粉5g, 葡萄糖20g,醋酸钠5g，柠檬酸二铵2g,吐温80 0. lg，硫酸镁O. 58g, 硫酸锰O. 28 g，琼脂18 g，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5.4。种子培养基牛肉蛋白粉5g，鱼肉汁5g,酵母浸出汁粉3g，葡萄糖 10g，醋酸钠3g,柠檬酸二铵lg,吐温80 0. lg，硫酸镁0. 2g，硫酸锰0. lg, 蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5。发酵培养基牛肉蛋白粉10 g,鱼肉汁10 g，酵母浸出汁粉5 g,葡 萄糖25 g,甘油20 g，醋酸钠5 g，柠檬酸二铵2 g，吐温80 0. 1 g，硫 酸镁O. 58，硫酸锰O. 28,蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5. 4 — 6. 5。 (3 )培养成团肠杆菌菌体的培养接种成团肠杆菌于固体斜面培养基，在40°C 下培养36小时。然后将斜面上的菌抹接种到液体种子培养基中，4(TC下厌 氧培养4小时，然后将种子转入发酵培养基，^。C条件下进行厌氧或有氧 培养24小时，并采用4M碱溶液控制pH为6 。 (4 )转化发酵完成后将获得的菌体洗涤、过滤、离心后重新分散于水溶液中，直接加入纯甘油于含菌体的水溶液中，水溶液中甘油浓度控制在40g/L，菌 体浓度控制为20g/L，搅拌反应60min后，经过滤或离心分离菌体后可得到 3-羟基丙醛水溶液浓度约为32g/L。上述过滤分离得到的菌体用lg/L葡萄糖和10g/L甘油混合溶液活化2 小时后，经洗涤过滤，继续加入浓度为40g/L甘油水溶液中，37。C下反应 60min后，3-羟基丙醛水溶液，浓度约为28g/L。过滤分离菌体继续加入浓度为40g/L甘油水溶液中，37。C下反应60min 后，3-羟基丙醛水溶液的浓度约为16g/L。实施例5(1)菌种成团肠牙干菌(i5/^erc0s"er a^^7o历er3/7i") (2 )培养基固体斜面培养基牛肉蛋白粉5g，鱼肉汁5g,酵母浸出汁粉3g,葡萄 糖1Qg，醋酸钠3 g，柠檬酸二铵lg，吐温80 Q. lg，硫酸镁0. 2g,硫酸锰 0. lg，琼脂15g，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5。种子培养基牛肉蛋白粉20g,鱼肉汁20g,酵母浸出汁粉7g，葡萄 糖30g，醋酸钠7 g,柠檬S交二铵3 g，吐温80 0. 3 g，石克酸4美lg,硫酸锰 0. 5g，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至6。发酵培养基牛肉蛋白粉5g，鱼肉汁5g,酵母浸出汁粉3g，葡萄糖 10g，甘油10g,醋酸钠3g，杼檬酸二铵lg，吐温80 0. lg，硫酸镁O. 2g， 硫酸锰O. lg,蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5。 (3 )培养溶胶乳杆菌菌体的培养接种溶胶乳杆菌于固体斜面培养基，在37°C 下培养24小时。然后将斜面上的菌抹接种到液体种子培养基37。C下厌氧培 养12小时，然后将种子培养液加入含2L发酵培养基的3L发酵罐中，在37 。C下厌氧培养12小时。采用3M碱溶液控制pH为5 . 6。 (4 )转化生物柴油生产过程中获得的400g/L粗甘油稀释成20g/L甘油溶液1 L， 直接加入过滤、离心后的湿菌体10g, 37。C下搅拌反应30min后，经过滤或 离心分离菌体后可得到3-羟基丙醛水溶液，浓度约为16g/L。实施例6(1)菌种成团肠杆菌(f"/er由"er a^7(9認r犯51) (2 )培养基固体斜面培养基牛肉蛋白粉20 g，鱼肉汁20 g，酵母浸出汁粉7g， 葡萄糖30g，醋酸钠7 g,柠檬酸二铵3 g,吐温80 0. 3 g，硫酸镁lg,硫 酸锰O. 5g,琼脂25g，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至6。种子培养基牛肉蛋白粉10 g,鱼肉汁10 g,酵母浸出汁粉5 g，葡 萄糖20 g，醋酸钠5 g,柠檬酸二铵2 g，吐温80 0.1 g,硫Si镁O. 58 g, 硫酸锰O. 28 g，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5.4。发酵培养基牛肉蛋白粉20 g,鱼肉汁20 g，酵母浸出汁粉7g，葡 萄糖30g,甘油30 g,醋酸钠7 g，柠檬酸二铵3 g,吐温80 0. 3 g，硫酸 镁lg,硫酸锰O. 5g,蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至7。 (3 )培养成团肠杆菌菌体的培养接种成团肠杆菌于固体斜面培养基，在35°C下培养12小时。然后将斜面上的菌林接种到液体种子培养基中，35。C下厌 氧培养12小时，然后将种子转入发酵培养基，35。C条件下进行厌氧或有氧 培养12小时，并采用3M碱氨水控制pH为5 。 (4 )转化发酵完成后将荻得的菌体洗涤、过滤、离心后重新分散于水溶液中， 直接加入纯甘油于含菌体的水溶液中，水溶液中甘油浓度控制在60g/L，菌 体浓度控制为20g/L,搅拌反应120min后，经过滤或离心分离菌体后可得 到3-羟基丙醛水溶液，浓度约为24g/L。分离得到的菌体用5g/L葡萄糖和 20g/L甘油混合溶液活化3小时后重复使用，继续加入上述反应体系，37 。C下继续反应120min后，3-羟基丙醛水溶液浓度增加到40g/L。实施例7(1)菌种〉容月交乳^f菌(Z<3c/I(9/^c///t/5> co/y/zw/dei1) (2 )培养基固体斜面培养基牛肉蛋白粉10g，鱼肉汁10g，酵母浸出汁粉5g， 葡萄糖20g，醋酸钠5 g,柠檬酸二铵2g，吐温SOO. lg，硫酸镁O. 58g, 硫酸锰G. 28 g,琼脂18 g,蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5. 4。种子培养基牛肉蛋白粉10 g,鱼肉汁10 g,酵母浸出汁粉5 g,葡 萄糖20 g,醋酸钠5 g,柠檬酸二铵2 g，吐温80 0. 1 g，硫酸镁0. 58 g， 硫酸锰O. 28 g，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5.4。发酵培养基牛肉蛋白粉20 g，鱼肉汁20 g,酵母浸出汁粉7g，葡 萄糖30g，甘油3Q g，醋酸钠7 g，柠檬酸二铵3 g,吐温80 0. 3 g，硫酸镁lg，硫酸锰O. 5g，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至7。 (3 )培养溶胶乳杆菌菌体的培养接种溶胶乳杆菌于固体斜面培养基，在35°C 下培养12小时。然后将斜面上的菌抹接种到液体种子培养基中，35。C下厌 氧培养12小时，然后将种子转入发酵培养基，35。C条件下进行厌氧或有氧 培养12小时，并采用3M碱氨水控制pH为5 。 (4 )转化发酵完成后将获得的菌体洗涤、过滤、离心后重新分散于水溶液中， 直接加入纯甘油于含菌体的水溶液中，水溶液中甘油浓度控制在60g/L,菌 体浓度控制为20g/L,搅拌反应120min后，经过滤或离心分离菌体后可得 到3-羟基丙醛水溶液，浓度约为24g/L。分离得到的菌体用5g/L葡萄糖和 20g/L甘油混合溶液活化3小时后重复使用，继续加入上述反应体系，37 。C下继续反应120min后，3-羟基丙醛水溶液浓度增加到40g/L。实施例8(1)菌种^容月交乳4干菌(L3cZLo6<3c///y1sr cc ////; c>/de50 (2 )培养基固体斜面培养基牛肉蛋白粉5g，鱼肉汁5g,酵母浸出汁粉3g，葡萄 糖1Gg,醋酸钠3 g,柠檬酸二4妄lg，吐温80 G. lg，石克酸4美0. 2g，硫酸锰 0. lg，琼脂15g,蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5。种子培养基牛肉蛋白粉5g，鱼肉汁5g,酵母浸出汁粉3g，葡萄糖 10g,醋酸钠3g，柠檬酸二铵lg，吐温80 0. lg,硫酸镁0. 2g,硫酸锰0. lg， 蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5。发酵培养基牛肉蛋白粉5 g,鱼肉汁5 g，酵母浸出汁粉3g,葡萄 糖10g，甘油10 g，醋酸钠3g,拧檬酸二铵1 g,吐温80 Q. lg，硫酸镁 0. 2g，硫酸锰O. lg，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5。(3)培养溶胶乳杆菌菌体的培养接种溶胶乳杆菌于固体斜面培养基，在37°C 下培养24小时。然后将斜面上的菌抹接种到液体种子培养基37。C下厌氧培 养12小时，然后将种子培养液加入含2L发酵培养基的孔发酵罐中，在37 i:下厌氧培养12小时。采用3M;威溶液控制pH为5 . 6。 (4 )转化生物柴油生产过程中获得的400g/L粗甘油稀释成20g/L甘油溶液1 L， 直接加入过滤、离心后的湿菌体10g， 37。C下搅拌反应30min后，经过滤或 离心分离菌体后可得到3-羟基丙醛水溶液，浓度约为16g/L。实施例9(1)菌种；容月交享L4干菌(Lsc^^cW/iA co////7o/o^0 (2 )培养基固体斜面培养基牛肉蛋白粉20 g，鱼肉汁20 g,酵母浸出汁粉7g, 葡萄糖30g,醋酸钠7 g，柠檬酸二铵3 g，吐温80 0. 3 g,石危酸镁lg，硫 酸锰O. 5g,琼脂25g,蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至6。种子培养基牛肉蛋白粉20g，鱼肉汁20g，酵母浸出汁粉7g，葡萄 糖30g,醋酸钠7 g,柠檬酸二铵3 g，吐温80 0. 3 g，硫酸镁lg，硫酸锰 0. 5g，蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至6。发酵培养基牛肉蛋白粉10 g,鱼肉汁10 g，酵母浸出汁粉5 g,葡 萄糖25 g,甘油20 g，醋酸钠5 g，柠檬酸二铵2 g，吐温80 0. 1 g,硫 酸镁O. 58,硫酸锰O. 28,蒸馏水1000ml。用醋酸调节pH至5. 4 — 6. 5。 (3)培养溶胶乳杆菌菌体的培养接种溶胶乳杆菌于固体斜面培养基，在40°C 下培养36小时。然后将斜面上的菌抹接种到液体种子培养基中，4(TC下厌 氧培养4小时，然后将种子转入发酵培养基，"。C条件下进行厌氧或有氧 培养24小时，并采用4M/威溶液控制pH为6 。 (4 )转化发酵完成后将获得的菌体洗涤、过滤、离心后重新分散于水溶液中， 直接加入纯甘油于含菌体的水溶液中，水溶液中甘油浓度控制在40g/L，菌 体浓度控制为20g/L，搅拌反应60min后，经过滤或离心分离菌体后可得到 3-羟基丙醛水溶液浓度约为32g/L。上述过滤分离得到的菌体用lg/L葡萄糖和10g/L甘油混合溶液活化2 小时后，经洗涤过滤，继续加入浓度为40g/L甘油水溶液中，37。C下反应 60min后，3-轻基丙醛水溶液，浓度约为28g/L。过滤分离菌体继续加入浓度为40g/L甘油水溶液中，37'C下反应60min 后，3-羟基丙醛水溶液的浓度约为16g/L。
权利要求
1、一种3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于采用先培养微生物菌体，然后利用菌体转化甘油的两段法，包括如下步骤(1)配制含葡萄糖或果糖的MRS培养基培养含甘油脱水酶且能将3-羟基丙醛分泌出胞外的微生物，获得大量菌体；(2)利用此菌体作为生物催化剂转化甘油生产3-羟基丙醛。
2、 如权利要求l所述的3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于所述的 培养基的配制包括对固体斜面培养基的配制、种子培养基的配制、发酵培 养基的配制。
3、 如权利要求2所述的3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于所述的 固体斜面培养基配制包括称取牛肉蛋白粉5 20 g，鱼肉汁5 20g，酵母 浸出汁粉3 7g，葡萄糖10 30g，醋酸钠3 7g,柠檬酸二铵l 3g， 吐温80 0. 1 ~ 0. 3 g,硫酸镁0. 2 ~ lg,硫酸锰0. 1 ~ 0. 5g，琼脂15 ~ 25g, 蒸馏水1000ml，用醋酸调节pH至5 6。
4、 如权利要求2所述的3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于所述的 种子培养基配制包括称取牛肉蛋白粉5 20 g,鱼肉汁5 20g,酵母浸出 汁粉3 7g，葡萄糖10 30g，醋酸钠3 7g，种檬酸二铵l 3g，吐温 80 0.1 - 0.3 g，石克酸4美0. 2~lg,辟u酸锰0. 1 ~ 0. 5g,蒸馏水1000ml，用 醋酸调节pH至5 6。
5、如权利要求2所述的3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于所述的 发酵培养基配制包括称取牛肉蛋白粉5-20 g,鱼肉汁5 20g，酵母浸出 汁粉3 7g，葡萄糖10-30g,甘油10 30g,醋酸钠3 7g,柠檬酸二 铵1 ~ 3 g，吐温80 0. 1 ~ 0. 3 g,碌l酸4美0. 2 ~ lg,石克酸锰0. 1 ~ 0. 5g,蒸馏水1000ml，用醋酸调节pH至5 7。
6、 如权利要求1所述的3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于所述的 微生物包括罗伊氏乳杆菌0:ac"6a"77〃s re〃"r/)、成团肠杆菌(射ero6a"er鄉/咖固/^)、溶胶乳杆菌(Za"幽"7/"51 co/7/加油i1) 中的一种。
7、 如权利要求1所述的3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于'.所述的 微生物的培养包括如下步骤首先接种微生物菌种于固体斜面培养基，在 35 ~ 4(TC下培养12 ~ 36小时；然后将斜面上的菌4朱接种到液体种子培养基 中，35 - 40。C下厌氧培养12 24小时，再将种子转入发酵培养基，35°C ~ 40。C条件下进行厌氧或有氧培养12 ~ 24小时，并采用3 ~疆碱溶液或氨水， 控制pH为5 ~ 6 。
8、 如权利要求1所述的3-羟基丙醛的制备方法，其特征在于所述的 步骤(2)中转化甘油的过程为将发酵完成后获得的菌体洗涤、过滤、离心 后重新分散于水溶液中，直接加入纯甘油于含菌体的水溶液中，水溶液中 甘油浓度控制在20 - 60g/L， 37。C下搅拌反应30min~ 120min后，经过滤或 离心分离菌体后可得到纯3-羟基丙醛水溶液；分离得到的菌体可重复使用， 也可使用葡萄糖浓度1 ~ 5g/L、甘油浓度10 ~ 20g/L的混合溶液活化1 ~ 3 小时后重复使用。
9、 如权利要求8所述的3-鞋基丙醛的制备方法，其特征在于所述的 甘油作为底物，来源于精制甘油、生物柴油生产过程中的副产物粗甘油或 制皂行业的粗甘油中的一种。
全文摘要
本发明公开一种3-羟基丙醛的制备方法，采用先培养微生物菌体，然后利用菌体转化甘油的两段法，包括如下步骤(1)配制含葡萄糖或果糖的MRS培养基培养含甘油脱水酶且能将3-羟基丙醛分泌出胞外的微生物，获得大量菌体；(2)利用此菌体作为生物催化剂转化甘油生产3-羟基丙醛。本发明具有分离过程简单，转化过程中只需进行菌体分离，无其它副产物产生，节约分离提纯的成本，且使用的菌体经过滤、洗涤、活化后可重复使用，减少转化时间，提高生产效率的特点。
文档编号C12R1/225GK101333546SQ20081007141
公开日2008年12月31日 申请日期2008年7月14日 优先权日2008年7月14日
发明者方柏山, 肖雅琴, 国 陈 申请人:华侨大学